Robotyczne rękawy dla dzieci z porażeniem mózgowym

Porażenie mózgowe

Jest ono najczęstszą przyczyną poważnej niepełnosprawności fizycznej w dzieciństwie. MPD (mózgowe porażenie dziecięce) zwane też chorobą Little'a stwierdza się już u 2 na 1000 urodzonych dzieci. Do objawów należą między innymi opóźnienie rozwoju psycho-ruchowego, zbyt duże lub małe napięcie mięśni i asymetria ciała. Porażenie może objąć dwie kończyny znajdujące się po tej samej stronie ciała, obustronne porażenie dotyczące najczęściej kończyn dolnych albo obustronne porażenie połowiczne (gdzie występuje niedowład spowodowany wzmożonym napięciem mięśni).

Robotyka w służbie zdrowia

Do pomocy dzieciom z porażeniem mózgowym często korzysta się z robotycznych wmacniaczy, które pomagają takim osobom w wykonywaniu ruchów. Niestety roboty te są z reguły sztywne i niewygodne, nie współgrając nijak z ludzkim ciałem.

Odpowiedź na ten problem postanowili dać inżynierowie z University of California, Riverside (UCR) i nawet otrzymali na ten cel grant w wysokości 1,5 miliona dolarów od National Science Foundation. Ich projekt wykorzystuje nowatorskie podejście polegające na budowaniu urządzeń z miękkich tkanin, dzięki czemu kończyny mogą funkcjonować bardziej naturalnie. 

To do czego dążymy używając takich materiałów jak nylon i guma to w zasadzie robotyczna odzież.

Słyszymy z ust Jonathana Realmuto, adiunkta inżynierii mechanicznej w UCR, który kieruje całym projektem. Dodatkowym plusem będzie niska cena, bo używanie powszechnie dostępnych tekstyliów  zamiast zwyczajowych sztywnych materiałów specjalistycznych pozwoli ograniczyć koszty.

Jak to działa?

Ubrania te będą zawierać hermetyczne obszary, które mogą się napompować , czyniąc się tymczasowo sztywnymi i zapewniającymi siłę do ruchu. Napełniając i opróżniając poszczególne komory taki rękaw będzie wspomagał swojego użytkownika w aktywności ruchowej. 

Ale nie chodzi tylko o samo skonstruowanie ramienia, bo projekt skupia się także na opracowaniu algorytmów, które nauczą maszynę przewidywania ruchów, które użytkownik chce wykonać. Realmuto zaznacza, że zależy im na konstrukcji „kontrolera wolicjonalnego”, czyli w pełni zależnego od woli swojego operatora. Jednym z aspektów takiego kontrolera jest użycie małych czujników w rękawach, które będą wykrywać małe napięcia generowane przez mięśnie podczas skurczu. Dane o napięciach zostaną przekazane do algorytmu, który zostanie wyszkolony w celu wydobycia z nich intencji użytkownika. Mimo to zespół pracujący nad projektem deklaruje unikanie korzystania z wyrafinowanej elektroniki, znów pomoże to obniżyć koszty.

Możemy pomóc dzieciom myć zęby, nalewać wodę lub otwierać drzwi. Te działania to dla większości zwykła rzecz, a dla tych dzieci ogromna wygrana.

Chociaż projekt koncentruje się na dzieciach z zaburzeniami ruchu, technologia ta może zostać też wykorzystana w innych celach i dla innych grup potrzebujących, jak pacjenci geriatryczni lub niepełnosprawni dorośli.

Źródło: technology.org